2022屆高考物理一輪復習-課后限時集訓32-熱力學定律與能量守恒定律新人教版

2022屆高考物理一輪復習課后限時集訓32熱力學定律與能量守恒定律新人教版2022屆高考物理一輪復習課后限時集訓32熱力學定律與能量守恒定律新人教版PAGE5-2022屆高考物理一輪復習課后限時集訓32熱力學定律與能量守恒定律新人教版2022屆高考物理一輪復習課后限時集訓32熱力學定律與能量守恒定律新人教版年級：姓名：課后限時集訓(三十二)(時間：40分鐘)1．(多選)(2019·達州模擬)下列說法正確的是()A．布朗運動就是分子的無規(guī)則運動B．熱力學溫度是國際單位制中7個基本物理量之一C．熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體D．做功和熱傳遞都是通過能量轉化的方式改變系統(tǒng)內(nèi)能的E．溫度是描述熱運動的物理量，一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)達到熱平衡時兩系統(tǒng)溫度相同BCE[布朗運動是懸浮在液體或氣體中的小顆粒的無規(guī)則運動，是由液體分子的無規(guī)則運動而引起的，不是固體分子的無規(guī)則運動，也不是液體分子的無規(guī)則運動，故A錯誤；熱力學溫度是國際單位制中7個基本物理量之一，故B正確；根據(jù)熱力學第二定律可知，熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，故C正確；做功是通過能量轉化的方式改變系統(tǒng)內(nèi)能的，熱傳遞是能量的轉移，不是能量的轉化，故D錯誤；溫度是描述熱運動的物理量，根據(jù)熱平衡定律可知，一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)達到熱平衡時兩系統(tǒng)溫度相同，故E正確。]2．(多選)(2019·東北三省四市模擬)下列說法中正確的是()A．相互間達到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等B．民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點燃的紙片放入火罐內(nèi)，當紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地“吸”在皮膚上。其原因是火罐內(nèi)的氣體體積不變時，溫度降低，壓強減小C．空調(diào)既能制熱又能制冷，說明在不自發(fā)的條件下，熱傳遞可以逆向D．自發(fā)的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進行的E．隨著科學技術的發(fā)展，人類終會制造出效率為100%的熱機BCD[相互間達到熱平衡的兩物體的溫度相同，內(nèi)能不一定相等，故A錯誤；火罐內(nèi)氣體壓強小于大氣壓強，所以火罐能“吸”在皮膚上，故B正確；根據(jù)熱力學第二定律可知，熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，在有外界做功的條件下熱傳遞可以逆向，故C正確；根據(jù)熱力學第二定律可知，自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進行的，故D正確；根據(jù)熱力學第二定律可知，人類不可能制造出效率為100%的熱機，故E錯誤。]3．(多選)對于熱力學第一定律和熱力學第二定律的理解，下列說法正確的是()A．一定質量的氣體膨脹對外做功100J，同時從外界吸收120J的熱量，則它的內(nèi)能增大20JB．物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加；物體對外界做功，其內(nèi)能一定減少C．凡與熱現(xiàn)象有關的宏觀過程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量只能從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能從低溫物體傳遞給高溫物體D．第二類永動機違反了熱力學第二定律，沒有違反熱力學第一定律E．熱現(xiàn)象過程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散現(xiàn)象，能量耗散符合熱力學第二定律ADE[根據(jù)熱力學第一定律知ΔU＝W＋Q＝－100J＋120J＝20J，故選項A正確；根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，可知物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加，物體對外界做功，其內(nèi)能不一定減少，選項B錯誤；通過做功的方式可以讓熱量從低溫物體傳遞給高溫物體，如電冰箱，選項C錯誤；第二類永動機沒有違反能量守恒定律，熱力學第一定律是能量轉化和守恒定律在熱學中的反映，因此第二類永動機沒有違反熱力學第一定律，不能制成是因為它違反了熱力學第二定律，故選項D正確；能量耗散過程體現(xiàn)了宏觀自然過程的方向性，符合熱力學第二定律，選項E正確。]4．(多選)一定量的理想氣體的壓強p與熱力學溫度T的變化圖象如圖所示。下列說法正確的是()A．A→B的過程中，氣體對外界做功，氣體內(nèi)能增加B．A→B的過程中，氣體從外界吸收的熱量等于其內(nèi)能的增加量C．B→C的過程中，氣體體積增大，對外做功D．B→C的過程中，氣體對外界放熱，內(nèi)能不變E．B→C的過程中，氣體分子與容器壁每秒碰撞的次數(shù)增加BDE[從A到B的過程，是等容升溫過程，氣體不對外做功，氣體從外界吸收熱量，使得氣體內(nèi)能增加，故A錯誤，B正確；從B到C的過程是等溫壓縮過程，壓強增大，體積減小，外界對氣體做功，氣體放出熱量，內(nèi)能不變，因體積減小，分子數(shù)密度增大，故氣體分子與容器壁每秒碰撞的次數(shù)增加，故C錯誤，D、E正確。]5.(多選)如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。其中，A→B和C→D為等溫過程，B→C和D→A為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)。這就是著名的“卡諾循環(huán)”。該循環(huán)過程中，下列說法正確的是()A．A→B過程中，氣體對外界做功B．B→C過程中，氣體分子的平均動能增大C．C→D過程中，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D．C→D過程中，氣體放熱E．D→A過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化ACD[A→B過程中，體積增大，氣體對外界做功，故A正確；B→C過程中，絕熱膨脹，氣體對外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故B錯誤；C→D過程中，等溫壓縮，體積變小，分子數(shù)密度變大，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，故C正確；C→D過程中，氣體內(nèi)能不變，體積減小，外界對氣體做功，則氣體放熱，選項D正確；D→A過程中，絕熱壓縮，外界對氣體做功，內(nèi)能增加，溫度升高，分子平均動能增大，氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變化，故E錯誤。]6．(2020·全國卷Ⅱ·T33(1))下列關于能量轉換過程的敘述，違背熱力學第一定律的有________，不違背熱力學第一定律、但違背熱力學第二定律的有________。(填正確答案標號)A．汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱B．冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低C．某新型熱機工作時將從高溫熱源吸收的熱量全部轉化為功，而不產(chǎn)生其他影響D．冰箱的制冷機工作時從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)[解析]汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱既不違背熱力學第一定律也不違背熱力學第二定律；冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低，違背了熱力學第一定律；熱機工作時吸收的熱量不可能全部用來對外做功，而不產(chǎn)生其他影響，顯然C選項遵循熱力學第一定律，但違背了熱力學第二定律；冰箱的制冷機工作時，從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)，既不違背熱力學第一定律也不違背熱力學第二定律，綜上所述，第一個空選B，第二個空選C。[答案]BC7.(2020·云南玉溪一中期中)一定質量的理想氣體，從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C再回到狀態(tài)A，變化過程如圖所示，其中A到B曲線為雙曲線，圖中p0和V0為已知量，且已知狀態(tài)A溫度為T0，則狀態(tài)C的溫度為________，從B到C的過程中，氣體做功為________，從A經(jīng)狀態(tài)B、C再回到狀態(tài)A的過程中，氣體吸、放熱情況為______(選填“吸熱”“放熱”或“無吸放熱”)。[解析]A點的狀態(tài)參量為pA＝2p0，VA＝V0，TA＝T0，C點的狀態(tài)參量為pC＝2p0，VC＝3V0，TC，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pCVC,TC)，代入數(shù)據(jù)解得TC＝3T0，從B到C的過程中，根據(jù)p-V圖線與橫軸所圍的面積表示氣體做功，可知氣體從B到C的過程中，氣體做的功W＝eq\f(1,2)(p0＋2p0)×V0＝eq\f(3,2)p0V0，氣體從A經(jīng)狀態(tài)B、C再回到狀態(tài)A的過程中，外界對氣體做功，即W′>0，回到A狀態(tài)時，氣體內(nèi)能不變，即ΔU＝0，根據(jù)熱力學第一定律有W′＋Q＝ΔU，則Q<0，氣體放熱。[答案]3T0eq\f(3,2)p0V0放熱8.一定質量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p-V圖象如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27℃，求：(1)該氣體在狀態(tài)B時的溫度；(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中與外界交換的熱量。[解析](1)對于理想氣體：A→B，由查理定律得：eq\f(pA,TA)＝eq\f(pB,TB)即TB＝eq\f(pB,pA)TA＝100K，所以tB＝(100－273)℃＝－173℃。(2)B→C過程由蓋—呂薩克定律得：eq\f(VB,TB)＝eq\f(VC,TC)，解得：TC＝300K，所以tC＝27℃A、C溫度相等，ΔU＝0A→C的過程，由熱力學第一定律ΔU＝Q＋W得：Q＝ΔU－W＝pBΔV＝200J，即氣體從外界吸熱200J。[答案](1)－173℃(2)從外界吸熱200J9．一定質量的理想氣體被活塞封閉在水平放置的汽缸內(nèi)，如圖所示?；钊馁|量m＝20kg，橫截面積S＝100cm2，活塞可沿汽缸壁無摩擦滑動但不漏氣，開始使汽缸水平放置，活塞與汽缸底的距離L1＝12cm，離汽缸口的距離L2＝3cm。汽缸內(nèi)氣體的初始溫度為27℃，大氣壓強為1.0×105Pa，將汽缸緩慢地轉到開口向上的豎直位置，待穩(wěn)定后對缸內(nèi)氣體逐漸加熱，使活塞上表面剛好與汽缸口相平，已知g＝10m/s2，求：(1)此時氣體的溫度為多少；(2)在對缸內(nèi)氣體加熱的過程中，氣體膨脹對外做功，同時吸收Q＝370J的熱量，則氣體增加的內(nèi)能ΔU多大？[解析](1)當汽缸水平放置時，p0＝1.0×105Pa，V0＝L1S，T0＝(273＋27)K＝300K當汽缸口朝上，活塞到達汽缸口時，活塞的受力分析如圖所示，有p1S＝p0S＋mg則p1＝p0＋eq\f(mg,S)＝1.0×105Pa＋eq\f(200,10－2)Pa＝1.2×105PaV1＝(L1＋L2)S由理想氣體狀態(tài)方程得eq\f(p0L1S,T0)＝eq\f(p1L1＋L2S,T1)則T1＝eq\f(p1L1＋L2,p0